特開 2024-97327 揺動発電装置及び蓄電方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024097327

(43)【公開日】2024-07-18

(54)【発明の名称】揺動発電装置及び蓄電方法

(51)【国際特許分類】

   F03B 13/16 20060101AFI20240710BHJP

【ＦＩ】

F03B13/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024071080

(22)【出願日】2024-04-25

(62)【分割の表示】P 2022177959の分割

【原出願日】2022-11-07

(71)【出願人】

【識別番号】523361334

【氏名又は名称】Ｙｅｌｌｏｗ Ｄｕｃｋ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098626

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 壽

(74)【代理人】

【識別番号】100134728

【弁理士】

【氏名又は名称】奥川 勝利

(72)【発明者】

【氏名】中山 繁生

(57)【要約】

【課題】第２支持体の振り子運動をその両方向において発電に活用し、効率の良い発電する波力発電装置及び波力発電方法を提供する。
【解決手段】水平方向に設けられる回動軸２０と、前記回動軸から垂下されて振り子運動をする第２支持体３０と、前記第２支持体にバネ３２で支持されて前記第２支持体の振り子運動による遠心力で前記第２支持体に沿って往復運動をする発電用錘３３と、前記発電用錘の往復運動によって発電する発電機構４０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１支持体に水平方向に設けられる回動軸と、
前記回動軸から垂下されて振り子運動をする第２支持体と、
前記第２支持体にバネで支持されて前記第２支持体の振り子運動による遠心力で前記第２支持体に沿って往復運動をする発電用錘と、
前記発電用錘の往復運動によって発電する発電機構と、
を備えることを特徴とする揺動発電装置。

【請求項2】

前記発電機構が、前記発電用錘の往復運動を回転運動に変換するために、
前記第２支持体又は前記発電用錘の一方に設けられ、同軸上に配置され回転方向が互いに逆になる２つのピニオンギヤと、
前記第２支持体又は前記発電用錘の他方に設けられ、前記ピニオンギヤに対応する２つのラックギヤと、
２つの前記ピニオンギヤから１方向の回転運動を取り出すワンウェイクラッチと、
前記ワンウェイクラッチの出力軸に接続される発電機と、
を備える請求項１に記載の揺動発電装置。

【請求項3】

前記第１支持体の軸が上下方向になるように配置され、
前記第１支持体をその軸を中心に回動可能にするために、前記第１支持体に方向調整用軸受を備える請求項１又は２に記載の揺動発電装置。

【請求項4】

前記回動軸の高さを前記第１支持体に対して調整可能にする重心調整機構を備える請求項３に記載の揺動発電装置。

【請求項5】

前記バネと前記発電用錘の高さを前記第２支持体に対して調整可能にする振動周期調整機構を備える請求項１又は２に記載の揺動発電装置。

【請求項6】

前記発電用錘に当接させて前記第２支持体の振り子運動を制限する振動抑制機構を備える請求項１又は２に記載の揺動発電装置。

【請求項7】

前記振動抑制機構が、前記発電用錘に当接されて回転する制動輪、及び前記制動輪の回転によって発電する補助発電機を備える請求項６に記載の揺動発電装置。

【請求項8】

前記回動軸に設置されて風の向きによって回動可能な風向調整軸、及び前記風向調整軸に取付けられて風を受ける風受板を備える風受部を備える請求項１又は２に記載の揺動発電装置。

【請求項9】

請求項１又は２に記載の揺動発電装置を用いる蓄電方法であって、
余剰電力が発生したとき、アクチュエータによって前記回動軸を回動させて前記第２支持体を持ち上げておき、
電力を外部に供給するとき、前記アクチュエータと前記回動軸とを切り離し、前記第２支持体の振り子運動で発電することを特徴とする蓄電方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自然エネルギーを利用して発電をする揺動発電装置及び前記揺動発電装置を用いる蓄電方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、波浪を利用して発電することを目的として、実開昭６０－１５９８８６号公報に、球体の内部に振り子を設け、振り子の振動をラチェットを介して弾み車に伝え、発電する波浪発電機が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開昭６０－１５９８８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に開示されている発電機では、ラチェットを用いており振り子運動の一方向しか電力に変換することができなかった。

【0005】

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、第２支持体の振り子運動（以下、振り子運動を「振動」と称することがある。）をその両方向において発電に活用し、効率の良い発電をする揺動発電装置及び蓄電方法を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、第２支持体を支持する回動軸に負荷を設けないことで、第２支持体の振動を継続させやすくして、発電量の変動が少なくなる揺動発電装置及び蓄電方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の揺動発電装置は、
第１支持体に水平方向に設けられる回動軸と、
前記回動軸から垂下されて振り子運動をする第２支持体と、
前記第２支持体にバネで支持されて前記第２支持体の振り子運動による遠心力で前記第２支持体に沿って往復運動をする発電用錘と、
前記発電用錘の往復運動によって発電する発電機構と、
を備えることを特徴とする。

【0007】

本発明の揺動発電装置によれば、第２支持体の振動による遠心力で、第２支持体に沿って往復運動をする発電用錘によって発電をする。このため、振動の往復である両方向において発電することができる。また、第２支持体を支持する回動軸に負荷となるものがない。このため、第２支持体の振動が開始しやすくなるとともに継続しやすくなり、発電量の変化を少なくすることができる。

【0008】

本発明の揺動発電装置の好ましい例は、
前記発電機構が、前記発電用錘の往復運動を回転運動に変換するために、
前記第２支持体又は前記発電用錘の一方に設けられ、同軸上に配置され回転方向が互いに逆になる２つのピニオンギヤと、
前記第２支持体又は前記発電用錘の他方に設けられ、前記ピニオンギヤに対応する２つのラックギヤと、
２つの前記ピニオンギヤから１方向の回転運動を取り出すワンウェイクラッチと、
前記ワンウェイクラッチの出力軸に接続される発電機と、
を備える。

【0009】

本発明の揺動発電装置の好ましい例によれば、発電用錘の往復運動の双方向において発電することが可能となり、高効率な揺動発電装置とすることができる。

【0010】

本発明の揺動発電装置の好ましい例は、
前記第１支持体の軸が上下方向になるように配置され、
前記第１支持体をその軸を中心に回動可能にするために、前記第１支持体に方向調整用軸受を備える。

【0011】

本発明の揺動発電装置の好ましい例によれば、方向調整用軸受によって第１支持体が回動可能にされ、第１支持体に設けられている回動軸の向きも変わる。これにより、自然エネルギーの向かってくる方向に対して回動軸を直交させることができ、第２支持体を効率的に振動させることができる。

【0012】

本発明の揺動発電装置の好ましい例は、
前記回動軸の高さを前記第１支持体に対して調整可能にする重心調整機構を備える。

【0013】

本発明の揺動発電装置の好ましい例によれば、重心調整機構によって揺動発電装置全体の重心位置を変更することができる。これにより、例えば水に浮かべられる浮体に本発明の揺動発電装置を設けたときに、波の大きさ等による環境の変化に対して、最適な重心位置とすることができる。

【0014】

本発明の揺動発電装置の好ましい例は、
前記バネと前記発電用錘の高さを前記第２支持体に対して調整可能にする振動周期調整機構を備える。

【0015】

本発明の揺動発電装置の好ましい例によれば、振動周期調整機構によって、第２支持体の振動周期を調整することができる。これにより、周囲の変化する環境に合わせることができ、より効率の良い発電をすることができる。

【0016】

本発明の揺動発電装置の好ましい例は、
前記発電用錘に当接させて前記第２支持体の振り子運動を制限する振動抑制機構を備える。

【0017】

本発明の揺動発電装置の好ましい例によれば、振動抑制機構により第２支持体の振動を制限できるため、悪天候時等における揺動発電装置の破損を防止できる。

【0018】

本発明の揺動発電装置の好ましい例は、
前記振動抑制機構が、前記発電用錘に当接されて回転する制動輪、及び前記制動輪の回転によって発電する補助発電機を備える。

【0019】

本発明の揺動発電装置の好ましい例によれば、振動抑制機構によっても発電が可能なため、装置の破損を防止しつつ、悪天候時にも発電を継続させることができる。

【0020】

本発明の揺動発電装置の好ましい例は、
前記回動軸に設置されて風の向きによって回動可能な風向調整軸、及び前記風向調整軸に取付けられて風を受ける風受板を備える風受部を備える。

【0021】

本発明の揺動発電装置の好ましい例によれば、風によっても発電することができ、自然エネルギーをより効率的に利用することができる。

【0022】

本発明の蓄電方法は、
請求項１又は２に記載の揺動発電装置を用いる蓄電方法であって、
余剰電力が発生したとき、アクチュエータによって前記回動軸を回動させて前記第２支持体を持ち上げておき、
電力を外部に供給するとき、前記アクチュエータと前記回動軸とを切り離し、前記第２支持体の振り子運動で発電することを特徴とする。

【0023】

本発明の蓄電方法によれば、上記の揺動発電装置の特徴を備えつつ、容易に蓄電が可能となる。

【発明の効果】

【0024】

上述したように、本発明の揺動発電装置及び蓄電方法によれば、第２支持体の振動をその両方向において発電に活用し、効率の良い発電をすることができる。また、別の効果として、第２支持体を支持する回動軸に負荷を設けないことで、第２支持体の振動を継続させやすくして、発電量の変動が少なくなる揺動発電装置及び蓄電方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態に係る揺動発電装置の正面断面図である。

【図2】揺動発電装置の側面断面図である。

【図3】第２支持体が振動している状態を説明する図である。

【図4】第２支持体の振動と発電用錘の往復運動を説明する図である。

【図5】図１のＡ－Ａ線を模式的に表わした拡大断面図である。

【図6】発電機構を模式的に表わした正面図である。

【図7】発電機構を模式的に表わした平面図である。

【図8】重心調整機構を説明する図である。

【図9】振動周期調整機構を説明する図である。

【図10】他の実施形態に係る揺動発電装置を説明する平面図と側面図である。

【図11】他の実施形態に係る揺動発電装置を説明する平面図である。

【図12】他の実施形態に係る揺動発電装置を説明する平面図と側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明に係る揺動発電装置及び蓄電方法の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、先に揺動発電装置の実施形態を説明する。また、第１実施形態と第２実施形態は、本発明の揺動発電装置を波力を利用する装置に組み込んで使用している。

【0027】

［第１実施形態］
図１及び図２に示すように、本実施形態の揺動発電装置１は、浮体２と、第１支持体１０と、回動軸２０と、第２支持体３０と、発電用錘３３と、発電機構４０（図５参照）と、振動抑制機構５０と、図示しない制御部、制御用バッテリ、及び蓄電用バッテリを備える。

【0028】

浮体２は、その中が中空状にされて水面Ｗに浮かべられるものである。この浮体２の形状は略卵形をなしており、その中に各構成要素が収められている。本実施形態では、卵形をなす浮体２のうち、尖った鋭端部３が上を向いて水面Ｗから突出され、丸い鈍端部４が下を向いて水中にある。また、鈍端部４の内部には、浮体２の姿勢を保つための下部錘５が適宜設けられる。

【0029】

第１支持体１０は、浮体２の中にその軸が上下方向になるように設けられるもので、本実施形態では１本の柱からなる上柱部１１と下柱部１２、及び正面視で縦長の略ロ字状をなす中間柱部１３と、方向調整用軸受１４ａ，１４ｂとを備える。上柱部１１と下柱部１２は、その端部が方向調整用軸受１４ａ，１４ｂによって支持されている。このため、第１支持体１０はその長手方向を軸として回動可能とされている。そして、第１支持体１０が回動することによって、回転軸が常に波の進行方向に対して直交するようになる。なお、第１支持体として、本実施形態のような柱状の部材ではなく、例えば浮体２の壁面を第１支持体として用いることや、その他の躯体や構造物を用いることも可能である。

【0030】

上記の方向調整用軸受１４ａ，１４ｂのうち、上側に設けられるものは浮体２の内面に直接又は図示しないブラケット等を介して間接的に設置される。また、下側に設けられるものは、下部錘５に埋め込まれる形で設置される。なお、下柱部１２の周囲にその他の構成要素がある場合は、例えば下側の方向調整用軸受１４ｂとして下部錘５に設置するターンテーブル１５（図１及び図２の破線部分）を用い、このターンテーブル１５の上にその他の構成要素を載置させてもよい。なお、第１支持体１０の回動には、制御部と制御用バッテリ、及び図示しないアクチュエータを設け、何らかの制御を行なってもよいが、本実施形態では第２支持体３０の振動による慣性で、自動的に回動軸２０の軸と直交する方向を波に向けることができる。

【0031】

回動軸２０は、第１支持体１０に水平方向に設けられるものであり、水平軸２１と振り子用軸受２２とを備える。水平軸２１は、２本の中間柱部１３の間に設けられ、その左右両端部が中間柱部１３に嵌るように設置される。振り子用軸受２２は、水平軸２１の中央部に設けられ、水平軸２１に対して回動するとともに第２支持体３０が取付けられる。なお、本実施形態では、回動軸２０の軸から直接に動力を取り出すような、発電のための負荷となるものを回動軸２０に接続してはいない。

【0032】

第２支持体３０は、回動軸２０から垂下されて振り子運動をするもので、本実施形態では平行な２本の支柱が垂下されている。また、２本の第２支持体３０の間には後述するバネ３２の上端を支持するバネ支持部３１が設けられる。

【0033】

発電用錘３３は、第２支持体３０に設けられるバネ支持部３１にバネ３２で支持されて、第２支持体３０の振り子運動による遠心力で第２支持体３０に沿って往復運動をするものである。この発電用錘３３は、直動軸受３５によって第２支持体３０にスライド可能に取付けられている。また、バネ３２の下端は、発電用錘３３の上面中央に設置されるバネ取付板３４に取付けられている（図５破線部分参照）。また、発電用錘３３の下面は、側面視で弧状をなしており、発電用錘３３の位置を下げたとき等に、発電用錘３３の下面が略同じ強さで後述する制動輪５１に当接されるようになっている。

【0034】

この発電用錘３３の動きを図３及び図４（Ａ）～（Ｄ）を参照して説明する。図３は、浮体２が波によって振動した時に、その揺れで第２支持体３０が振り子運動をしている状態を説明する図である。このとき、回動軸２０には特に負荷となるものがないため、第２支持体３０は容易に振動を開始することができる。

【0035】

次に、図４（Ａ）～（Ｄ）を用いて、発電用錘３３の往復運動を説明する。なお、これらの図は説明をわかりやすくするため、模式的に表わしている。図４（Ａ）は、第２支持体３０が静止した状態である。浮体２の振動を受けて、ここから図の右側に向かって第２支持体３０が動くとする。図４（Ａ）に示す位置から、右側に第２支持体３０が振動すると、当初は遠心力によって発電用錘３３が回動軸２０と反対側に移動する。次に、図４（Ｂ）に示すように、第２支持体３０がその振幅の端まで行くと、発電用錘３３に働く遠心力がなくなり、発電用錘３３が回動軸２０の側に移動する。次に、第２支持体３０は左側に向かって動き出し、図４（Ｃ）に示す状態となる、すると発電用錘３３に遠心力が働き、回動軸２０と反対側に移動する。さらに第２支持体３０が動き、図４（Ｄ）に示す状態になると、発電用錘３３に働く遠心力がなくなり、発電用錘３３が回動軸２０の側に移動する。これらを繰り返すことで、発電用錘３３が第２支持体３０に沿った往復運動を繰り返すのである。

【0036】

発電機構４０は、発電用錘３３の往復運動によって発電するものである。この発電機構４０を図５ないし図７を参照して説明する。本実施形態では、発電機構４０は第２支持体３０と発電用錘３３の内側に取付けられている。これを具体的に説明すると、発電機構４０は２つのラックギヤ４１ａ，４１ｂ、同軸上に配置される２つのピニオンギヤ４２ａ，４２ｂ、ワンウェイクラッチ４３、トルクコンバータ４４、フライホイール４５、発電機４６、及びワンウェイクラッチ４３（ピニオンギヤ４２ａ，４２ｂ）から発電機４６までの構成を接続する複数の出力軸４７ａ，４７ｂ，４７ｃを備える。これらのうち、トルクコンバータ４４、フライホイール４５、発電機４６、及び出力軸４７ａ，４７ｂ，４７ｃの一部が発電機用箱４８に収められる（又は発電機用基板４８に取付けられる)。そして、発電機用箱４８がブラケット４９ｃを介して第２支持体３０に取付けられる。これにより、２つのピニオンギヤ４２ａ，４２ｂは間接的に第２支持体３０に取付けられることになる。

【0037】

また、発電機用箱４８から露出した２つのピニオンギヤ４２ａ，４２ｂにそれぞれ対応するように、２つのラックギヤ４１ａ，４１ｂが互いに対向して設けられる。この２つのラックギヤ４１ａ，４１ｂは、ブラケット４９ａ，４９ｂを介して発電用錘３３に取付けられる。また、ラックギヤ４１ａ，４１ｂの取付けられる方向は、ラックギヤ４１ａ，４１ｂの長手方向が第２支持体３０に沿った方向、すなわち発電用錘３３の往復運動に沿った方向である。これにより、ラックギヤ４１ａ，４１ｂは第２支持体３０に対して往復運動をする発電用錘３３に間接的に固定されることになる。ワンウェイクラッチ４３は、ピニオンギヤ４２ａ，４２ｂに内蔵されており、２つのピニオンギヤ４２ａ，４２ｂの回転方向にかかわらず、出力軸４７ａを同じ方向に回転させるものである。

【0038】

これらの構成により、発電用錘３３が第２支持体３０に対して往復運動すると、発電用錘３３に取付けられたラックギヤ４１ａ，４１ｂによって２つのピニオンギヤ４２ａ，４２ｂが互いに逆回転する。例えば、図６及び図７に示すラックギヤ４１ａ，４１ｂが図６の下方向に移動すると、右側のラックギヤ４１ａに当接されたピニオンギヤ４２ａは正面から見て右回転し、左側のラックギヤ４１ｂに当接されたピニオンギヤ４２ｂは左回転する。このとき、仮に出力軸４７ａを右回転のみにさせるようにワンウェイクラッチ４３を配置していれば、右側のラックギヤ４１ａに当接されたピニオンギヤ４２ａが出力軸４７ａを回転させ、左側のラックギヤ４１ｂに当接されたピニオンギヤ４２ｂは空転する。逆に、ラックギヤ４１ａ，４１ｂが上方向に移動すると、右側のラックギヤ４１ａに当接されたピニオンギヤ４２ａは正面から見て左回転し、左側のラックギヤ４１ｂに当接されたピニオンギヤ４２ｂは右回転する。すると、右側のラックギヤ４１ａに当接されたピニオンギヤ４２ａは空転し、左側のラックギヤ４１ｂに当接されたピニオンギヤ４２ｂが出力軸４７ａを回転させる。この出力軸４７ａ，４７ｂ，４７ｃの回転により、後段に接続されたトルクコンバータ４４、フライホイール４５、及び発電機４６を駆動させ発電する。発電された電力は、図示しないケーブルを通して蓄電用バッテリに蓄電される。なお、上記の構成とは逆に、ラックギヤ４１ａ，４１ｂを第２支持体３０に取付けて、発電機用箱４８又は発電機用基板４８を発電用錘３３に取付けることもできる。また、トルクコンバータ４４とフライホイール４５は必須の構成でなく省略することもできる。

【0039】

図１及び図２に戻り、振動抑制機構５０を説明する。振動抑制機構５０は、発電用錘３３に当接させて第２支持体３０の振り子運動を制限するものである。これは、後述する重心調整機構６０及び振動抑制機構５０によって、発電用錘３３の位置を下げて振動抑制機構５０に当接させることでなされる。本実施形態では、振動抑制機構５０は制動輪５１、制動軸５２、ブラケット５３、及び補助発電機５４を備える。制動輪５１は、発電用錘３３が当接されて回転するものである。制動軸５２は、制動輪５１の回転を伝達する作用と、ブラケット５３に軸支されて制動輪５１を支持するものである。ブラケット５３は、第１支持体１０に取付けられ制動軸５２を回転可能に支持するものである。補助発電機５４は、制動軸５２の回転を電力に変換するものである。なお、振動抑制機構５０を図２において第１支持体１０の右側にも設けることで補助発電機５４による発電量を倍にすることもできる。また、振動抑制機構５０として、本実施形態のように発電するものでなく、摩擦材等の抵抗となるものをアクチュエータ（いずれも図示せず）で駆動させて発電用錘３３に押し付けてもよい。

【0040】

次に、図８を参照して、重心調整機構６０及び重心調整機構６０を用いる発電方法を説明する。重心調整機構６０は、回動軸２０の高さを第１支持体１０に対して調整可能にして揺動発電装置１全体の重心位置を変更するものである。本実施形態では、回動軸２０の左右両端部を第１支持体１０の中間柱部１３の中に入れて、その端部をナット６１として、中間柱部１３の中を通るねじ軸６２に貫通させるボールねじ機構を用いている。なお、回動軸２０の上下方向における移動範囲においては、中間柱部１３の互いに対向する面には回動軸２０が移動するための図示しないスリットが設けられる。ねじ軸６２は、中間柱部１３の側面に設けられるアクチュエータ６３により駆動される。なお、このアクチュエータ６３の動作は、既に述べた図示しない制御部と制御用バッテリによってなされる。

【0041】

この回動軸２０を上下させることにより、浮体２の重心位置が調整可能となり、浮体２の復元力の強弱を調整することができ、浮体２の振動数を制御することができる。例えば、波高が高く波の周期が短い場合は、重心位置を下げて浮体２の復元力を強くし、浮体２の振動数を増やすことで第２支持体３０の振動数を増加させることができる。逆に、波高が低く波の周期が長い場合は、重心位置を上げて浮体２の復元力を弱くし、浮体２の振動数を下げる代わりに弱い波でも浮体２が傾き易い状態を作って、第２支持体３０を積極的に振動させることができる。

【0042】

次に、図９を参照して、振動周期調整機構７０及び振動周期調整機構７０を用いる発電方法を説明する。振動周期調整機構７０は、バネ３２と発電用錘３３の高さを第２支持体３０に対して調整可能にして、第２支持体３０の振り子運動の周期を調整するものである。本実施形態では、バネ支持部３１の左右両端部を第２支持体３０の中に入れて、その端部をナット７１として、第２支持体３０の中を通るねじ軸７２に貫通させるボールねじ機構を用いている。なお、バネ支持部３１の移動範囲においては、第２支持体３０の互いに対向する面には回動軸２０が移動するための図示しないスリットが設けられる。ねじ軸７２は、第２支持体３０の側面に設けられるアクチュエータ７３により駆動される。なお、このアクチュエータ７３の動作は、重心調整機構６０同様に図示しない制御部と制御用バッテリによってなされる。

【0043】

この発電用錘３３を上下させることで、第２支持体３０の振動周期を調整し、浮体２の振動周期と共振させるのである。すなわち、浮体２の単位時間あたりの振動数が多いときは、バネ３２と発電用錘３３の高さを上げて第２支持体３０の振動周期を短くする。一方、浮体２の単位時間あたりの振動数が少ないときは、バネ３２と発電用錘３３の高さを下げて第２支持体３０の振動周期を長くする等である。これにより、より効率的に第２支持体３０を振動させることが可能となる。

【0044】

［第２実施形態］
次に、図１０及び図１１を参照して、他の実施形態に係る揺動発電装置１０１，２０１及び蓄電方法を説明する。図１０（Ａ）は本実施形態に係る揺動発電装置１０１の平面図、図１０（Ｂ）は側面図である。なお、図１０と図１１においては、発電機構４０等の記載を省略している。本実施形態では、浮体１０２の床面ＦＬに取付けられる一対の第１支持体１１０が側面視で略Ａ字状をなしており、略Ａ字の頂点に回動軸２０がわたされている。また、振動抑制機構１５０はブラケット１５３が床面ＦＬに取付けられている。第２支持体３０、発電用錘３３等のその他の構成は上述した第１実施形態と同じであり、同じ符号を付してその説明を省略する。なお、浮体２の構成は第１実施形態のような卵形を採用しても良いし、第１実施形態のような重心調整機構や振動周期調整機構を設けることもできる。

【0045】

また、図１１に示すように、図１０（Ａ）（Ｂ）に示す揺動発電装置１０１のうち浮体１０２を除く構成を複数用意して、比較的大きな浮体２０２の床面ＦＬに放射状に配置する揺動発電装置２０１とすることもできる。このようにすることで、あらゆる方向の波に対応させることができる。さらに、図１０（Ａ）（Ｂ）に示す揺動発電装置１０１のうち浮体１０２を除く構成を陸上等に設置して、蓄電装置として利用することができ蓄電方法の実施ができる。係る場合、回動軸２０に図示しないアクチュエータを設け、余剰電力が発生したときに当該アクチュエータを駆動して第２支持体３０を持ち上げて傾斜した状態にしておく。そして、電力が必要なときは回動軸２０をアクチュエータから切り離して、第２支持体３０の振り子運動によって発電を行なえばよい。なお、アクチュエータは回動軸に直接設けるだけでなく、間接的に設けることもできる。例えば、第２支持体３０にアクチュエータを設け、第２支持体を動かすことで回動軸を回動させることもできる。なお、第１実施形態、第２実施形態ともに、浮体を小型船舶に置き換えて、船上に設置することも可能である。

【0046】

［第３実施形態］
次に、図１２（Ａ）（Ｂ）を参照して、風力を用いて発電を行う揺動発電装置３０１を説明する。本実施形態でも発電機構４０等の記載を省略し、第１実施形態又は第２実施形態と同じところは同じ符号を付してその説明を省略する。本実施形態では、回動軸２０の上方に風受部８０を備える。この風受部８０は、回動軸２０に設置される風向調整軸８１、及び風向調整軸８１に取付けられてその方向が調整可能な風受板８２を備える（図中矢印ａ，ｂ）。風向調整軸８１は、そのときの風の向きによって風受板８２を最適な向きに調整するものであり、図示しないアクチュエータ、風向センサ、及び制御部等によって動作する。なお、第１支持体１１０は地面ＧＬ等の陸上に設置されるが、第２実施形態に示す浮体２０２に設置して洋上に置くことや、船上に置くこともできる。

【0047】

次に、本実施形態に係る揺動発電装置３０１の動作を説明する。前提として、風が図１２（Ｂ）の左から右に向かって吹いているとする。先ず、風受板８２を風に向かってその広い面が向くように風向調整軸８１を回転させる。すると、風の影響で回動軸２０が回動して、風受部８０が右に傾き（図中矢印ｃ）、第２支持体３０が左に振れる（図中矢印ｄ）。その状態で、風向板８２を９０度回転させて風の影響を受けないようにする。すると、第２支持体２０が振動を開始して発電をする。また、風が強く吹いたりやんだりするときには、風向板８２の向きを固定したままでも発電が可能なときがある。

【0048】

以上、本実施形態の揺動発電装置によれば、浮体が卵形をなし鈍端部が下を向いているため、波によって適度に浮体が振動しつつ、復元力も有する。これにより、波による連続した振動が可能となる。また、浮体の上部が比較的多く水面から突出しているため、風によっても浮体が振動して発電をすることができる。また、回動軸の軸から動力を取り出すような直接の負荷がないため、浮体が振動したときに速やかに第２支持体の振動が開始されるとともに、波が収まって浮体の振動が停止したときも第２支持体の振動が継続される。これにより、波と波との合間においても発電を継続することができる。また、第２支持体が振り子運動をすると、その１往復で発電用錘が２往復して４回ほど発電機構に動力を供給する。これにより、高効率で安定的な発電が可能となる。

【0049】

また、方向調整用軸受によって第１支持体の向きが変わる。このとき、第２支持体の振動による発電用錘の慣性によって、特段の制御や動力を必要とせずに自動的に第１支持体の向きを変えて、回動軸を波の進行方向に直交させることができる。このため、構成が簡素でありながら効率の良い発電とすることができる。また、重心調整機構によって波高の高さによって重心を調整することができ、波の状況に応じて浮体の振動を最適なものとすることができる。また、振動周期調整機構によって、第２支持体の振動周期を変えることができ、そのときの浮体の振動数に第２支持体の振動数を合わせることができ、発電効率を向上させることができる。

【0050】

また、振動抑制機構によって、悪天候時等における第２支持体の振動を抑制することができ、装置の破損を防止することができるとともに、補助発電機によって発電することもできる。このとき、重心調整機構と振動周期調整機構によって発電用錘が制動輪に当接されるのであるが、発電用錘はバネによって吊られているため、このバネが懸架装置の代わりとなり制動輪との当接の具合を調整することができる。また、回動軸の上方に風受部を設けることで、風力による発電にも対応することができる。

【0051】

また、本実施形態の蓄電方法によれば、第２支持体等からなる振り子を持ち上げて傾斜させておくだけでエネルギーを溜めることができ、実施が容易である。また、溜めたエネルギーを解放するとき、既に述べたように回動軸に直接負荷となるものが接続されておらず、第２支持体の振り子運動が継続されやすくなり、比較的長時間発電をすることができる。

【0052】

なお、上述した揺動発電装置及び蓄電方法は、本発明の例示であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲においてその構成を適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0053】

１，１０１，２０１，３０１・・揺動発電装置、２，１０２，２０２・・浮体、３・・鋭端部、４・・鈍端部、５・・下部錘、Ｗ・・水面、ＦＬ・・床面、ＧＬ・・地面、１０，１１０・・第１支持体、１１・・上柱部、１２・・下柱部、１３・・中間柱部、１４ａ，１４ｂ・・方向調整用軸受、１５・・ターンテーブル、２０・・回動軸、２１・・水平軸、２２・・振り子用軸受、３０・・第２支持体、３１・・バネ支持部、３２・・バネ、３３・・発電用錘、３４・・バネ取付板、３５・・直動軸受、４０・・発電機構、４１ａ，４１ｂ・・ラックギヤ、４２ａ，４２ｂ・・ピニオンギヤ、４３・・ワンウェイクラッチ、４４・・トルクコンバータ、４５・・フライホイール、４６・・発電機、４７ａ，４７ｂ，４７ｃ・・出力軸、４８・・発電機用箱（発電機用基板）、４９ａ，４９ｂ，４９ｃ・・ブラケット、５０，１５０・・振動抑制機構、５１・・制動輪、５２・・制動軸、５３，１５３・・ブラケット、５４・・補助発電機、６０・・重心調整機構、６１・・ナット、６２・・ねじ軸、６３・・アクチュエータ、７０・・振動周期調整機構、７１・・ナット、７２・・ねじ軸、７３・・アクチュエータ、８０・・風受部、８１・・風向調整軸、８２・・風受板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】